Расчет и выбор посадок колец подшипников

В современной технике очень широко применяются подшипники качения. Но даже правильно подобранный подшипник не будет обеспечивать заданную долговечность узла, если неправильно рассчитаны и выбраны посадки его наружного и внутренних колец.

Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
Условное обозначение подшипника	114	-
Класс точности	6	-
Радиальная нагрузка	Fr	18 кН.
Вид нагрузки	Спокойная	-
Вращается кольцо	Наружное	-
Корпус	Неразъемный	-
Группа радиального зазора	7	-

Требуется:

1. Записать и расшифровать условное обозначение подшипника.

2. Определить вид нагружения наружного и внутреннего колец.

3. Выписать основные геометрические параметры, предельные отклонения колец и радиальные зазоры подшипника.

4. Произвести расчет и выбор посадок для соединения внутренние кольцо – вал и наружное кольцо корпус.

5. Построить схемы расположения полей допусков выбранных посадок.

6.  Дать пример обозначение посадок подшипниковых колец на эскизе подшипникового узла и допусков на эскизе сопрягаемых деталей с простановкой шероховатости и отклонений формы и расположения поверхностей.

 

Решение:

4.1. Запись и расшифровка условного обозначения подшипника

 

Подшипник шариковый радиальный однорядный с группой

Зазора 7, классом точности 6, легкой серии (1) и диаметром отверстия 70мм.

(14 5=70мм.). ГОСТ 520-85

 

 

4.1.2. Определение основных геометрических параметров, придельные радиальные зазоры и предельные отклонения на изготовление колец подшипника:

 

 

Выписываю технические и точностные характеристики подшипника:

-внутренний диаметр                  

-наружный диаметр                    

-ширина кольца                            В=20мм.=0.020м.

-радиус фасок                                r =2,0мм.=0,002мм.

-диаметр шарика                           d_T = 12.30мм.

-число шариков в подшипнике   z = 13.

 

4.1.3. Вычисляю дополнительные характеристики подшипника:

 

-диаметр дорожки качения внутр. и наружн. кольца.

 

d₁=0.25(3d+D)=0.25(3 70+110)=80мм:

D₁=0.25(3D+d)=0.25(3 110+70)=100мм:

 

-радиальные зазоры:

 

-приведенный диаметр внутреннего кольца:

 

 

4.1.4 Устанавливаем характер нагружения колец.

При вращении вала внутреннее кольцо нагружено циркуляционно: наружное кольцо – местно нагруженное.

 

4.2. Расчет посадки внутреннего кольца на вал

 

4.2.1. Определяю радиальную нагрузку, приходящийся на наиболее нагруженный шарик в подшипнике:

 

 

 

4.2.2. Вычисляю величину увеличения зазора в подшипнике за счет увеличения деформации тел качения:

 

(деф. сжатия)

 

4.2.3. Определяю радиальный зазор в подшипнике с учетом упругой деформации тел качения:

 

 

4.2.4. Вычесляем натяг, необходимый для выбора радиального зазора и приведения его к нулю:

 

 

4.2.5. Принемаю квелитет изготавления вала.

Для подшипника 6-го класса величина допуска соответствует точности изготавления внутреннего кольца подшипника т.е. IT6

 

4.2.6. Определяю по ГОСТ 253446-89 допуск на изготовление вала по квалитету 6. Для номинального диаметра d_n=70мм, T_d=19мкм.

 

4.2.7. Определяю численное значение основного отклонения вала

 

-что соответствует буквенному отклонению вала m, при котором e i=+ 11мкм.

 

где -допуск внутреннего кольца подшипника

 

Вал , тогда запишу так:

 

4.2.8. Строю схему расположения полей допусков.

 

 

4.2.9. Вычисляю усилие запрессовки кольца подшипника на вал.

 

 

4.2.10. Выбранную посадку проверяю на соответствие ГОСТ 3325-85 по величине интенсивности нагрузки:

 

 

где R- радиальная нагрузка на подшипник:

К- динамический коэффициент посадки (К=1,8):

F- коэффициент, учитывающий степень ослабления при полом вале (F=1):

F_A-коэффициент, учитывающий рядность подшипника (при однорядном F_A=1):

 

 

 

 

4.2.11. Выбранную посадку проверяю по величине максимально допустимого натяга:

 

 

где

 

 

 

 

Кольцо работает в зоне упругих деформаций

 

4.3. Выбор посадки местно-нагруженнного кольца:

 

4.3.1. Посадка местно-нагруженного кольца выбирается в зависимости от вида нагружения и режима работы подшипникового узла.

Для чугунного неразъемного массивного корпуса при ударной нагрузке рекомендуется поле допуска H7, тогда посадочное место под подшипник:

 

 

 

4.3.2. Строю схему расположения полей допусков для соединение наружное кольцо подшипника – корпус:

 

 

4.3.4. Вычерчиваю соединение в сборе с указанием посадок колец.